首先引導學生思考:衛星的軌道半徑和地球的半徑有什麼關係?
【**一 】若已知:地球的質量為半徑r=6400km,引力常量g=
**:物體在地球表面附近執行的線速度.
引導學生分析討論,並用不同的方法計算(要求學生帶入資料計算,訓練學生的估算能力),教師巡視指導,並挑選學生在黑板上向大家展示:
【**二 】 若已知:地球表面的重力加速度g地球的半徑r=6400km. **:物體在地球表面附近做勻速圓周運動的線速度.
引導學生分析討論,並用不同的方法計算(要求學生帶入資料計算,訓練學生的估算能力),教師巡視指導,並挑選學生在黑板上向大家展示:
引導學生分析理解這就是在地面附近發射衛星的最小發射速度,低於這個速度,衛星將會掉下來;等於這個速度,物體在地面附近做勻速圓周運動,我們把這個速度叫做第一宇宙速度。
【例題1】已知地球是月球質量的81倍,地球半徑為月球半徑的3.8倍,在地球表面上發射衛星,至少需要7.9km/s的速度,求在月球上發射一顆環繞月球表面執行的飛行物至少需要多大的速度?
【解析】
注意:不同的天體的第一宇宙速度不同
如果發射速度大於第一宇宙速度,結果會怎樣呢?(引出第二宇宙速度)
2.第二宇宙速度
當丟擲物體的速度繼續增大,地球引力將不足以為其做圓周運動提供向心力,物體將會脫離地球引力,離開地球。(展示動畫)這個速度為v=11.2km/s。
我們把v=11.2km/s叫做第二宇宙速度。如果發射速度大於第一宇宙速度,而小於第二宇宙速度,它繞地球執行的軌跡就不是圓,而是橢圓。
3.第三宇宙速度
物體脫離地球引力的束縛後,還會受到太陽引力的束縛。若丟擲的速度足夠大,物體還將脫離太陽引力的束縛,飛向太陽系之外的宇宙空間。這個速度v=16.
7km/s。這個速度叫做第三宇宙速度。
【問題3】衛星運動的線速度、角速度和週期與軌道半徑的關係呢?
引導學生進行理論推導:
可見:v、ω、t 與 r 為一一對應關係
高軌道上執行的衛星,線速度小、角速度小,周期長
【例2】人造地球衛星的軌道半徑越大,則( bc )
a、速度越小,週期越小
b、速度越小,加速度越小
c、加速度越小,週期越大
d、角速度越小,加速度越大
【問題4】將衛星直接送入低軌道和送入較高軌道哪乙個更容易?
引導學分析討論:
雖然「r大,v小」,但這裡v指執行速度,而非發射速度。
因為向軌道發射衛星,火箭要克服地球引力對它做的功。軌道越高,要克服引力做功也多,發射速度越大。
★人造地球衛星發射速度與執行速度
11.2 km/s>v發射 ≥7.9km/s >v執行
第一宇宙速度是最小的發射速度,也是最大的執行速度
(三)夢想成真
****資料,感知人類探索宇宙的歷程,展現我國神舟號宇宙飛船的發射歷程和取得的巨大成就,激發學生的民族自豪感和愛國熱情。
儘管人類已經跨入太空,登上月球,但是,相對於宇宙之巨集大,地球和月亮不過是茫茫宇宙中的兩粒塵埃;相對於宇宙之久長,人類歷史不過是宇宙年輪上一道小小的刻痕。宇宙留給人們的思考和疑問深邃而廣闊。宇宙有沒有邊界?
有沒有起始和終結?地外文明在**?這些都是留給大家待以解決的問題。
希望同學們努力學習,為我國的航天事業貢獻乙份力量!
【布置作業】
1.閱讀教材的科學漫步欄目——黑洞.
2.查閱:(1)人造衛星的種類.(2)同步衛星的含義及特點.
宇宙航行教案
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